JP2022000288A - 標的部位選択、自動遠隔画像注釈を用いるエントリおよびアップデート - Google Patents

Abstract

【課題】標的部位選択、自動遠隔画像注釈を用いるエントリおよびアップデートの提供。【解決手段】患者の心臓の蛍光透視は、患者を滅菌野内に位置付け、滅菌野内のＸ線蛍光透視システムを使用して、心臓を撮像し、２次元画像を産生することによって行われる。２次元画像は、同時に、滅菌野内またはそれに隣接する手術室ディスプレイ上と、手術野外の遠隔画像プロセッサのディスプレイ上とに表示される。遠隔ディスプレイの２次元画像は、解剖学的または処置情報を示すように手動でマークされる、または注釈が付けられ、これは、同時に、手術室ディスプレイ上に示される。代替として、患者の心臓は、カテーテルを使用して撮像され、リアルタイム画像を産生する。画像は、画面上に提示され、画像プロセッサに送信される。処置パラメータが、画像プロセッサに入力され、画像プロセッサは、画面上に表示される、複数の標的処置部位の場所を計算する。【選択図】なし

Description

（関連出願への相互参照）
本出願は、２０１３年１月８日に出願された仮出願第６１／７５０，２２６号（代理人事件番号第２９１８１−７０３．１０１）；２０１３年１月８日に出願された仮出願第６１／７５０，２３３号（代理人事件番号第２９１８１−７０４．１０１）；および２０１３年１月８日に出願された仮出願第６１／７５０，２３７号（代理人事件番号第２９１８１−７０５．１０１）に基づく優先権を主張し、これらの全体の内容は本明細書に参考として援用される。

（背景）
１．発明の分野
本発明は、概して、撮像モダリティ（画像診断法）に関し、より具体的には、生体構造の蛍光透視を行い、遠隔で画像に注釈を付け、付加的画像または外科手術の間に有用な他の情報を示すための方法およびシステムに関する。

ＭＲＩ、ＣＴ、および心エコー検査等の撮像モダリティは、心血管診断用途において使用され、カスタムソフトウェアを使用して、Ｘ線蛍光透視に融合され、心臓のＭＲＩ、ＣＴ、または心エコー検査導出２次元（２Ｄ）および３次元（３Ｄ）画像を登録およびオーバーレイし、心内膜、心外膜、梗塞、ならびに他の着目領域および／またはデータをライブＸ線蛍光透視画像上に表示してもよい。

心血管疾患は、先進国における死亡の主要な原因であって、米国では、死亡の１番の原因である。７９０万人超の米国人成人が、心筋梗塞（ＭＩ）に罹患しており、毎年、１１０万の初発性または再発性ＭＩ症例を伴う。ＭＩは、血流制限を特徴とし、酸素欠乏および最終的心筋の大規模損失をもたらし、自発的に再生することができず、最終的には、心不全につながる。心筋傷害後、心臓機能を回復するための現在既存の治療は、これまで、厳密な薬剤投与計画および最後の手段としての心臓移植に限定されている。しかしながら、需要は、健康なドナー心臓の供給をはるかに上回り、心血管業界が、再生医学、遺伝子療法、および細胞療法を含む、新規の有望な治療方略を模索することに委ねられている。最近の臨床試験は、心外膜および経心内膜注射の両方を含む、心筋内注射、冠状動脈内注入、静脈内注入、および逆行送達等、いくつかの送達経路を使用して、異なるタイプの幹細胞、遺伝子、および成長因子を試験している。しかしながら、心筋内経心内膜注射が、低侵襲的ではあるものの、また、他の送達経路と比較して、急性鬱滞を改善したことが示された。経心内膜送達における本改善された鬱滞は、組織再生および機能的回復のための治療の大きな潜在性につながり、心筋梗塞後の有害なリモデリングを減速させ、最終的に、回復させることが示されている。最近のＭＩ患者では、梗塞ゾーンは、非常に脆弱である場合があって、梗塞ゾーンまたは梗塞の境界ゾーンにおける心筋内注射は、穿孔および心膜液のリスクを増加させ得、これは、生命を脅かす事象である、心臓タンポナーデにつながり得る。これらの場合、正確な部位標的化および生物学的薬剤の注射が、患者の安全性にとって重要である。

従来の心血管カテーテル留置手技では、Ｘ線蛍光透視は、典型的には、介入心臓病専門医が、血管形成術の間、心臓内の閉塞された動脈にバルーンカテーテル等のカテーテルを誘導する際、または心臓生検の間、端部の小型把持デバイスを用いて、カテーテルを誘導する際、または細胞、遺伝子、ペプチド、タンパク質（例えば、成長因子および化学誘引物質）等の生物学的薬剤の経心内膜注射のために、経皮的注射カテーテルを心筋およびその中に誘導する際、それを補助するために使用される。その結果、心血管カテーテル留置手技において採用されるカテーテルは、手技の間、クリアに確認され、追跡されることができるように、Ｘ線可視であるように設計される。しかしながら、経心内膜注射等のより複雑な手技のために、Ｘ線蛍光透視のみを使用することは、いくつかの不利点があって、それらは、カテーテル誘導および画像解釈に有意な影響を及ぼし得る。（１）Ｘ線撮像は、投影撮像モダリティであって、典型的には、２つの直交ビュー、すなわち、右前斜位（ＲＡＯ）および左前斜位（ＬＡＯ）が、３次元（３Ｄ）空間における心臓内のカテーテルの場所および配向の正確な感覚を得るために要求される。（２）２つのビューが要求されるため、カテーテル留置設備が、単一平面Ｘ線蛍光透視システムを具備する場合、Ｘ線Ｃ−アームは、必要とされる投影を得て、したがって、選択された心筋内標的注射部位への経心内膜カテーテルの適切な誘導を可能にするために、手技全体を通してこれらの２つのビュー間で一定に回転される必要がある。これは、当然ながら、カテーテル留置設備が二方向Ｘ線蛍光透視システムを具備する場合、より容易になる。（３）Ｘ線撮像は、優れたデバイス可視化を提供するが、心臓組織可視化にあまり洞察をもたらさない。Ｘ線蛍光透視は、健康な組織と梗塞組織または梗塞境界ゾーン領域内の組織を区別せず、患者の心臓の３Ｄ解剖学的およびトポグラフィビューも提供しない。これは、特に、生物学的薬剤の心筋内注射のために、健康な組織、梗塞組織、梗塞境界ゾーン組織、またはそれらの組み合わせを正確に標的化することを試みる療法選択肢に依存する、介入心臓病専門医にとって重要となり得る。これらの理由から、Ｘ線蛍光透視と、磁気共鳴（ＭＲ）またはコンピュータ断層撮影（ＣＴ）画像から構築された解剖学的および機能的３Ｄモデルを組み合わせ、それによって、カテーテルのリアルタイム情報および可視化を提供することができる、画像融合システムは、これらの用途にとって、特に着目に値する。

磁気共鳴画像診断（ＭＲＩ）は、患者の心臓の高品質３Ｄ解剖学的および機能的ロードマップを提供する、最も正確な診断撮像モダリティであって、したがって、これらの融合撮像システムにおいて、Ｘ線蛍光透視と最も一般的に併用される。心臓画像が再構成され得る、心臓ＭＲＩ区画は、優れた組織コントラストを伴って得られる。これらの心臓画像は、健康な組織、梗塞組織、および梗塞境界ゾーン組織間の正確かつ効率的区別を可能にする。しかしながら、ほとんどのカテーテルおよび他の心臓デバイスは、Ｘ線蛍光透視と併用し、それを用いて可視化するために安全であるが、完全に、ＭＲＩと互換性があるわけではない。これらのデバイスのほとんどは、撮像アーチファクトをもたらし、ＭＲＩの間、患者が強磁場に暴露される安全上の危険があり得る、強磁性材料を含有する。さらに、利用可能な最も高度な技法および器具を用いても、ＭＲＩ画像の捕捉は、依然として、取得される画像のタイプおよび起動されるＭＲＩシーケンスに応じて、１５分〜６０分かかり得る。したがって、ＭＲＩ走査が介入手技に先立って行われ得ることは、理に適っている。これらの走査された区画から再構成された心臓画像は、次いで、Ｘ線蛍光透視と並行して使用され、経心内膜手技の間、生物学的薬剤の注射または心臓組織のサンプリングのいずれかのために、正確かつ安全に、介入心臓病専門医を健康、梗塞、および／または梗塞境界ゾーン組織の標的領域に誘導することができる。

２．背景技術の説明
術前画像と、リアルタイム蛍光透視画像に関する情報とを融合するための方法およびシステムは、米国特許第６，４６６，８１３号、米国特許公開第２００８／００４３９０１号、第２０１１／００８７０８８号、および第２０１１／００８７１１０号、ならびにＴｏｍｋｏｗｉａｋ ｅｔ ａｌ．（２０１１）Ｃａｔｈｅｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ
Ｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒ Ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎｓ ７８：４６８−４７８に説明されている。また、米国特許第７，８４８，５５３号および米国特許公開第２０１３／０１０２８９０号も参照されたい。

米国特許第６，４６６，８１３号明細書 米国特許出願公開第２００８／００４３９０１号明細書 米国特許出願公開第２０１１／００８７０８８号明細書 米国特許出願公開第２０１１／００８７１１０号明細書 米国特許第７，８４８，５５３号明細書 米国特許出願公開第２０１３／０１０２８９０号明細書

本発明の目的は、限定ではないが、慢性心筋虚血、急性心筋梗塞、虚血性および非虚血性心不全を含む、慢性心不全、ならびに拡張型心筋症を含む、心血管疾患に罹患する患者において、カテーテルの遠位端に穿刺要素を具備する経心内膜注射カテーテルを使用して、心筋内の生物学的薬剤送達または他の注射剤のための注射部位の選択および標的化を促進することである。生物学的薬剤送達は、細胞療法、遺伝子療法、タンパク質およびペプチド療法、および小分子医薬品を含む。注射剤送達は、限定ではないが、合成ポリマー、天然生体ポリマー、１５〜１５０μｍ範囲内の微小粒子を含む。本発明はまた、心臓移植を受ける、または受けた患者、心筋症、心アミロイドーシス、および心筋炎の症候を示す患者、またはその心臓細胞が他の療法または診断目的のために採取される患者において免疫拒否を試験する心臓生検手技のためのサンプリング部位の選択および標的化のために使用されることができる。

患者の心臓の蛍光透視は、患者を滅菌野内に位置付け、滅菌野内のＸ線蛍光透視システムを使用して、心臓を撮像し、２次元画像を生成することによって行われる。２次元画像は、同時に、滅菌野内またはそれに隣接する手術室ディスプレイ上と、手術野外の遠隔画像プロセッサのディスプレイ上とに表示される。遠隔ディスプレイの２次元画像は、解剖学的または治療情報を示すように手動でマークされる、または注釈が付けられ、これは、同時に、手術室ディスプレイ上に示される。

画像を手動でマークするステップは、遠隔画像プロセッサ上のグラフィカルユーザインターフェースを操作するステップを含んでもよく、グラフィカルユーザインターフェースは、タッチスクリーン、マウス、ローラボール、またはジョイスティックを含む。２次元画像を手動でマークするステップは、心臓またはその一部のアウトライン、標的治療領域、治療を回避すべき領域、および同等物のうちの任意の１つ以上をマークするステップを含んでもよい。

本発明の第２の側面では、患者の心臓は、カテーテルを使用して撮像され、リアルタイム画像を生成する。画像は、画面上に提示され、画像プロセッサに送信される。治療パラメータは、画像プロセッサに入力され、画像プロセッサは、複数の標的治療部位の場所を計算し、これは、画面上に表示される。カテーテルは、カテーテル上の治療要素を標的治療部位の場所に近接して位置付けるように前進され、治療要素の実際の位置は、計算された場所と異なり得る。実際の治療位置において治療後、画像プロセッサは、計算された治療部位と実際の治療部位の位置間の差異を計算する。全残りの標的治療の場所は、画像プロセッサによって再計算されてもよい。

撮像は、Ｘ線蛍光透視を使用して２次元画像を産生するステップまたは２つの直交２次元画像を産生するステップを含んでもよい。撮像はさらに、２次元画像上に心臓のアウトラインを重畳するステップを含んでもよく、重畳は、心臓の静的３次元画像を提供するステップを含んでもよく、画像プロセッサは、３次元画像を２次元画像に登録し、アウトラインを計算し、これは、２次元画像上に投影される。代替として、重畳は、アウトラインを手動で打ち込むステップを含んでもよく、これは、２次元画像上に投影される。本発明の方法はさらに、連続治療部位のために、前進、判定、治療、および再計算ステップを繰り返すステップを含んでもよい。

第３の側面では、本発明は、限定ではないが、慢性心筋虚血、急性心筋梗塞、虚血性および非虚血性心不全を含む、慢性心不全、ならびに拡張型心筋症を含む、心血管疾患に罹患する患者において、カテーテルの遠位端における穿刺要素を具備する経心内膜注射カテーテルを使用して、心筋内の生物学的薬剤送達または他の注射剤のための注射部位の選択および標的化を促進する。生物学的薬剤送達は、細胞療法、遺伝子療法、タンパク質およびペプチド療法、ならびに小分子医薬品を含む。注射剤送達は、限定ではないが、合成ポリマー、天然生体ポリマー、１５〜１５０μｍ範囲内の微小粒子を含む。本発明はまた、心臓移植を受ける、または受けた患者、心筋症、心アミロイドーシス、および心筋炎の症候を示す患者、またはその心臓細胞が他の療法または診断目的のために採取される患者において免疫拒否を試験する心臓生検手技のためのサンプリング部位の選択および標的化のために使用されることができる。

患者の心臓が、カテーテルを使用して撮像され、リアルタイム画像を生成し、これは、画面上に表示される。画像はまた、画像プロセッサに送信され、そこで、治療パラメータが、入力される。画像プロセッサは、次いで、入力された治療条件に基づいて、心臓内の治療または診断を行うための安全領域および／または非安全領域を計算する。画像プロセッサは、画面上の画像上に情報を重畳し、安全および／または非安全領域を識別する。重畳された情報は、色分け、境界の作成、書き込まれた情報の挿入、およびアイコンの挿入のうちの少なくとも１つを備えてもよい。

本発明は、添付の図面と関連して検討されることによって、以下の発明を実施するための形態および添付の請求項からより容易に明白となるであろう、他の利点および特徴を有する。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
患者の心臓の蛍光透視のための方法であって、
前記患者をＸ線蛍光透視システムを有する滅菌野内に位置付けるステップと、
２次元画像を生成するために前記Ｘ線蛍光透視システムを使用して前記心臓を撮像するステップと、
前記滅菌野内またはそれに隣接する手術室ディスプレイ上と、手術野外の遠隔画像プロセッサのディスプレイ上とに、前記２次元画像を同時に表示するステップと、
前記手術室ディスプレイ上に同時に示される解剖学的または処置情報を示すために前記遠隔ディスプレイの２次元画像に手動でマークする、ステップと、
を含む、方法。
（項目２）
前記画像を手動でマークするステップは、前記遠隔画像プロセッサ上のグラフィカルユーザインターフェースを操作するステップを含む、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記グラフィカルユーザインターフェースは、タッチスクリーン、マウス、ローラボール、またはジョイスティックを含む、項目２に記載の方法。
（項目４）
前記２次元画像を手動でマークするステップは、前記心臓またはその一部のアウトライン、標的処置領域、および処置を回避すべき領域のうちの任意の１つ以上をマークするステップを含む、項目１に記載の方法。
（項目５）
前記領域は、心筋梗塞場所、運動不全領域、無動領域、乳頭筋、僧帽弁、心臓の尖端域、ヒス束、または心臓の薄領域を含む、項目４に記載の方法。
（項目６）
カテーテルを使用して患者の心臓を処置するための方法であって、
リアルタイム画像を生成するために前記心臓を撮像するステップと、
前記画像を画面上に表示するステップと、
前記画像を画像プロセッサに送信するステップと、
処置パラメータを前記画像プロセッサに入力するステップであって、前記画像プロセッサが、前記画面上に表示される複数の標的処置部位の場所を計算するステップと、
標的処置部位の場所に近接して前記カテーテル上の処置要素を位置付けるために、前記カテーテルを前進させるステップであって、前記処置要素の実際の位置は、前記標的処置部位の計算された場所と異なり得る、ステップと、
前記実際の処置位置において、組織を前記処置要素を用いて処置するステップと、
前記画像プロセッサを用いて、前記実際の処置部位の位置と前記標的処置部位の計算された場所との間の差異を判定するステップと、
前記画像プロセッサを用いて、未だ処置されていない、全残りの標的処置部位の場所を再計算するステップと、を含む、方法。
（項目７）
撮像することは、Ｘ線蛍光透視を使用して２次元画像を生成することを含む、項目６に記載の方法。
（項目８）
撮像することは、２つの直交２次元画像を生成することを含む、項目７に記載の方法。（項目９）
撮像することはさらに、前記２次元画像上に前記心臓のアウトラインを重畳することを含む、項目６に記載の方法。
（項目１０）
重畳することは、前記心臓の静的３次元画像を提供することを含み、前記画像プロセッサは、前記３次元画像を前記２次元画像に登録し、前記２次元画像上に投影される前記アウトラインを計算する、項目９に記載の方法。
（項目１１）
前記心臓の静的３次元画像は、前記心臓のＭＲＩ、ＣＴ、または心エコー検査導出画像を含む、項目１０に記載の方法。
（項目１２）
重畳することは、前記２次元画像上に投影される前記アウトラインを手動で打ち込むことを含む、項目６に記載の方法。
（項目１３）
連続処置部位のために、前記前進、判定、処置、および再計算ステップを繰り返すことをさらに含む、項目６に記載の方法。
（項目１４）
カテーテルを使用して、患者の心臓の処置を促進するために撮像する処置方法であって、
リアルタイム画像を産生生成するために前記心臓を撮像するステップと、
前記画像を画面上に表示するステップと、
前記画像を画像プロセッサに送信するステップと、
処置パラメータを前記画像プロセッサに入力するステップであって、前記画像プロセッサは、前記心臓内で処置または診断を行うために、前記入力された処置条件に基づいて、安全領域および／または非安全領域を計算し、前記画像プロセッサは、前記画面上の画像上に情報を重畳し、前記安全および／または非安全領域を識別する、ステップと、を含む、方法。
（項目１５）
前記重畳された情報は、色分け、境界の作成、書き込まれた情報の挿入、またはアイコンの挿入のうちの少なくとも１つを含む、項目１４に記載の方法。

図１−５は、以下に説明される具体的実施例を図示する。 図１−５は、以下に説明される具体的実施例を図示する。 図１−５は、以下に説明される具体的実施例を図示する。 図１−５は、以下に説明される具体的実施例を図示する。 図１−５は、以下に説明される具体的実施例を図示する。 図１−５は、以下に説明される具体的実施例を図示する。 図１−５は、以下に説明される具体的実施例を図示する。 図１−５は、以下に説明される具体的実施例を図示する。

（詳細な説明）
本発明では、我々は、介入手技に先立って行われた磁気共鳴画像診断から導出された心臓の３Ｄモデル再構成と、カテーテル留置手技の間、ライブＸ線蛍光透視画像とを組み合わせ、心筋内のカテーテル誘導を促進し、したがって、罹患心臓内における生物学的および化学治療薬の経カテーテル注射の安全性および正確度を改善する。心臓の心内膜および心外膜表面ならびに心臓内の梗塞領域を詳述する、心臓ＭＲＩスライスは、ＭＲＩ走査の間に取得される。Ｓｅｇｍｅｎｔ（Ｍｅｄｖｉｓｏ）、Ｔｈｅ Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ Ｔｏｏｌｋｉｔ（Ｋｉｔｗａｒｅ， Ｉｎｃ．）、ＱＭａｓｓ(R) ＭＲ Ｅｎｔ
ｅｒｐｒｉｓｅ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ（Ｍｅｄｉｓ ｍｅｄｉｃａｌ ｉｍａｇｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ， Ｉｎｃ．）等の市販のプラットフォーム独立型輪郭形成パッケージまたは他のフリーウェアが、スライス毎に、心内膜および心外膜壁ならびに梗塞を画定し、したがって、介入手技の術前に、患者の心臓の３Ｄモデルを生成するために使用される。心臓の解剖学的および機能的詳細を画定することができ、そこから、３Ｄモデルが、再構成されることができる、任意の他の撮像モダリティ（例えば、ＣＴ、心エコー検査）も、代替として、ＭＲＩの代わりに、使用されることができることに留意されたい。唯一の基準は、輪郭形成パッケージからの出力形式であって、これは、Ｘ線蛍光透視システムに準拠する必要がある。手技に先立って、蛍光透視システムの視野内の３Ｄ空間が、事実上、融合撮像システム内に作成される。介入手技の間、室造影図が、２つの直交ビュー内の患者の左心室から撮影される。ＭＲＩ走査から作成される３Ｄモデルは、次いで、事実上、３Ｄ空間の中に設置され、Ｘ線蛍光透視システムの室造影図に適合するように登録される。３Ｄモデルは、したがって、２Ｄまたは３Ｄのいずれかにおいて、ライブＸ線蛍光透視画面上にトランスポートされる。融合撮像システムのソフトウェアは、次いで、研究プロトコルに従って、患者の安全治療の中心となる必須パラメータおよび限界を定義および表示するために使用されることができる。例えば、患者の心臓の中への生物学的薬剤の経心内膜心筋内注射の場合、心筋梗塞場所およびサイズ、１つ以上ある場合、梗塞ゾーン間の区別、左心室壁厚、運動不全および無動領域、標的注射ゾーンおよび「非注射」ゾーン（限定ではないが、乳頭筋、僧帽弁、心尖、ヒス束がある基部中隔壁に近接する領域、および心筋壁の薄領域を含む）等の重要な情報は、患者の安全治療のための必要データ点である。これらのデータ点は、ＭＲＩ区画またはＣＴスライスから、ソフトウェアインターフェースを使用して得られることができ、したがって、介入手技に先立って、それによって、心臓の２Ｄまたは３Ｄモデル内で変換され、心臓の解剖学的および機能的ロードマップを作成することができる。各研究における心筋内注射のための選択および除外基準に基づいて、具体的領域が、異なる色および／またはパターンを使用して、トレースおよび境界され、したがって、選択された着目標的領域および「非注射」ゾーンを介入心臓病専門医に明確に表示するであろう。

ここでは、我々は、Ｘ線蛍光透視、心臓カテーテル、経心内膜注射カテーテルとの融合撮像システムのための具体的実施形態と、マルチモダリティ画像を登録および転置し、経心内膜送達および心臓生検等の心筋内の標的手技を誘導するための使用方法とを開示する。

（画面上への左心室輪郭および標的部位の記録−２Ｄ）

（実施例１）

前述のように、心臓介入手技においてＸ線蛍光透視のみを使用する主要な不利点の１つは、Ｘ線蛍光透視が、投影撮像モダリティであって、典型的には、左心室内の経皮的カテーテルの場所および配向を判定するために、２つの直交ビュー、すなわち、ＲＡＯビューおよびＬＡＯビューにおける投影を要求することである。単一平面Ｘ線蛍光透視システムを具備する、カテーテル留置設備内の典型的経心内膜注射手技の間、２つの透視画が、オーバーレイされ、Ｘ線システムの単一モニタ上に固定される。手技の開始時、室造影が行われ、その間、造影剤が左心室の中に注入され、左心室が、マップされる。マップの間、拡張期および収縮期における心臓の左心室輪郭が、一方の直交ビュー内の１つの透視画上にトレースされ、透視画は、次いで、そこからフリップアウトされ、Ｘ線蛍光透視撮影法システムのＣ−アームが、回転され、他方の直交ビューに切り替わり、拡張期および収縮期における心臓の輪郭が、第２の透視画上においてそのビュー内でトレースされる。経心内膜注射が、次いで、行われ、注射が行われる度に、注射部位もまた、２つの透視画上の両方の直交ビュー内にマークされる。これは、直交ビュー間および透視画間の一定切替を要求する。注射の回数に応じて、各ビュー内の透視画およびＸ線蛍光透視システムのＣ−アームの本往復切替は、単一手技の間、複数回、行われ、手技の長さを延長させながら、煩雑となり得る。さらに、オーバーレイを変更する人物は、滅菌ゾーンの近くに立っており、無菌状態を偶発的に破壊しないように注意するべきである。その人物はまた、通常、Ｘ線蛍光透視システムのＣ−アームの近くに立っており、したがって、Ｘ線の有意な線量に非意図的に暴露され得る。

本発明の一実施形態では、図１に示されるように、我々は、透視画の使用を排除する。室造影図を使用することによって、拡張期および収縮期における患者の心臓の左心室輪郭は、タッチスクリーン、マウス、タブレットまたは他のグラフィカル入力デバイスを用いて、デジタル的にアウトライン化され、Ｘ線蛍光透視システムから離れ、かつ滅菌ゾーンの外側のカテーテル留置設備の制御室または指定されるエリアのいずれか内において、２Ｄ空間における両方の直交ビューとして、別個のコンピュータまたはワークステーションのモニタ上に表示される。コンピュータまたはワークステーションは、イントラネット通信リンクシステムを介して、単一平面Ｘ線蛍光透視システムのコンピュータと通信する、内部モデムまたはネットワーク接続デバイスを有する。ネットワークへの通信リンクは、とりわけ、電話回線、光ファイバ、ケーブルモデムリンク、ワイヤレスデータ転送システムを含む、任意の容認可能タイプであってもよい。したがって、別個のコンピュータまたはワークステーションのモニタ上に入力および表示されるものは、単一平面Ｘ線蛍光透視撮影システムのモニタ上に出力され、その逆も同様である。患者の心臓の中への生物学的薬剤の経心内膜注射の場合、前述のような心筋梗塞場所、運動不全および無動領域、ならびに「非注射」ゾーン等の情報は、識別するために重要である。本情報は、カテーテル留置設備内のモニタ上に表示されてもよく、手技の間、介入心臓病専門医を誘導するのに役立つであろう。これは、左心室を２つの直交ビュー内にマップ後、経心内膜注射手技の開始に先立って行われる。手技および療法の具体的要件に基づいて、オペレータは、これらの重要なゾーンを遠隔コンピュータ上でマークし、両方の直交ビューにおいて、室造影図に注射が行われるべき面積とそうではない面積を明確に画定する。これらの境界は、色分け、実線および破線の使用、および／または異なる形状およびパターンの使用によって行われる。前述のように、２つの直交ビューは、左心室内の経皮的カテーテルの場所および配向を検証し、注射部位を検証およびマークするのに役立つ。機能またはキーが、遠隔コンピュータ上の２つの直交ビュー内の注釈が付けられたＬＶ輪郭マップ間をトグルするために使用され、Ｘ線蛍光透視システムのモニタ上に表示される。２つのＬＶ輪郭マップ間のトグルは、オペレータが、カテーテル留置設備内の単一平面Ｘ線蛍光透視システムのモニタに固定された透視画間を切り替える必要なく、各ビュー内の標的注射部位を遠隔でマークすることを可能にする。注射部位のマークは、経心内膜注射プロセスの間、カテーテル先端の場所をデジタル的にマークすることによって行われる。それがアイソセンタであって、台が移動されない場合、単一標識が、両方のビューにおいて有効であるべきである。マークは、色分けされる、可変形状またはサイズを有する、および／または付加的情報を記録するための任意の数の関連付けられたフィールドを有してもよい。部位着色または番号付与が、続いて、透視画の調節可能レベルを伴って表示される、またはディスプレイ上で隠されることができる。それらは、ある特性が、個々の代わりに、群のために変更され得るように群化されてもよい。マークされた部位と関連付けられたいくつかのパラメータがさらに、別個のウィンドウ内において、画面上に表示されてもよい。後者では、オペレータは、そのようなパラメータと関連付けられたチェックボックスをチェックする、またはチェックを外すことによって、必要に応じて、マークされた注射部位に隣接して現れることを所望する、パラメータを選定可能である。これらのパラメータの実施例として、注射部位番号、注射の総数、注射される治療剤の容量（心筋内注射の場合、注射あたり０．１ｍｌ〜１．０ｍｌ）、送達される治療剤の用量（濃度、１×１０６〜２００×１０６の細胞の総数、プラスミド／遺伝子またはペプチドまたはタンパク質の総量、粒子の総数）、タイムスタンプ、画面座標、その注射部位における心室壁厚または電気生理学的活性、１７−区画ブルズアイマップに基づいて注入される区画、梗塞場所からのその距離、他の注射部位からのその距離が挙げられる。

二方向Ｘ線蛍光透視システムが、カテーテル留置設備内で利用可能である場合、ソフトウェアの同一の能力が、利用可能であろう。しかしながら、両方のビューが、典型的には、二方向Ｘ線システムに搭載された２つの別個の画面上に投影されるため、ＲＡＯビューからＬＡＯビューにトグルする必要はない。この場合、２つの投影された蛍光透視画像は、独立して、コンピュータの中に入力され、続いて、前述のような関連付けられた注釈とともに、２つの独立ディスプレイの一方または単一ディスプレイ上の２つのウィンドウのいずれかに出力される。

ソフトウェアインターフェースはまた、いずれのビューにおける２Ｄ左心室画像投影、マークされた注射部位、およびパラメータも、オンおよびオフにトグルされることを可能にするであろう。

（実施例２ 事前選択された標的部位）

本実施例では、図２に示されるように、我々は、経心内膜心筋内介入において治療薬を注入するために、または生検手技において組織をサンプリングするために、患者の心臓内の標的点を選択するための第２の方法を説明する。本方法では、実施例１におけるものと同一の手技に従うが、標的部位は、手動で、または種々のアルゴリズムを使用してのいずれかによって、事前に選択される。これらのアルゴリズムは、コンピュータによって実行されてもよく、（１）心内膜表面上に均一に等しく分布されたグリッド投影、（２）梗塞ゾーンを除外し、梗塞ゾーンから０〜２０ミリメートル離間された均一グリッド、（３）梗塞ゾーン内の均一グリッド、（４）遠位に位置し、左心室の心室または心尖領域の遠位１／３内に等しく分布された均一グリッド、（５）好ましくあり得る、均一に分布された円形パターンまたは他の機能的幾何学的分布をもたらし得る。番号１〜２０の範囲の標的部位が、したがって、具体的手技のために要求される一式のパラメータに基づいて、事前に選択される。実施例１に説明されているものに加え、これらのパラメータはさらに、梗塞ゾーンからの距離、少なくとも５ミリメートルの壁厚、注射部位間の距離（５ミリメートル以上）、等しく離間される注射部位、梗塞ゾーンからランダムに離間される注射部位、梗塞ゾーンから定義された距離にあって、経心内膜注射のための療法送達の以前の部位および心臓生検のための以前のサンプリング部位を除き得る、ランダムに離間される注射部位を含むことができる。手技当日前に、診断心臓ＭＲＩ走査、ＣＴ走査、および心エコー検査が、限定ではないが、壁厚および梗塞組織場所を含む、要求される事前規定情報を判定するために使用されてもよい。手技当日は、手技の開始に先立って、室造影が、両方の直交ビューにおいて行われ、左心室の輪郭が、実施例１に説明されるようにマップされる。前述のリストから選択されるアルゴリズムが、次いで、コンピュータによって実行され、標的部位が、事前に定義されたパラメータを用いて事前に選択され、次いで、表示される。実施例１と同様に、事前に選択された標的点の表示は、群化または非群化され、オンおよびオフにトグルされ得る、異なる形状、パターン、および／または色のマーカーを用いて行われてもよい。経心内膜カテーテルまたは誘導生検カテーテルの遠位端における穿刺要素の先端が、次いで、事前に選択された標的点のうちの１つに移動される。いったん注射またはサンプリングが行われると、実際の注射部位が、次いで、マークされ、その時点で、事前に選択された標的点は、隠される、または置換されてもよい。実際の注射のためのマーカーまたはサンプリングマーカーは、標的マーカーと異なる形状、パターン、および／または色であってもよい。新しいマーカーは、保存され、次の事前に選択された標的点に移動する前に、陰影が付けられる、または隠されてもよい。実際の標的部位が、事前に選択された標的部位と異なる場合、アルゴリズムが、事前選択にかけられたパラメータに基づいて、事前に選択された標的部位の残りを再調節するために適用されることができる。本アルゴリズムは、各注射／サンプリングが行われた後に再起動され、事前に選択された部位を適宜調節することができる。さらに、介入心臓病専門医が、事前に選択された標的部位に満足しない場合、介入心臓病専門医は、第１の部位であることを所望する場所を示すことができ、その部位は、両方のＲＡＯおよびＬＡＯビュー内の新しい部位位置をクリックすることによって、登録されることができ、アルゴリズムは、次いで、再定義された第１の部位に対して事前に選択された標的部位の残りの場所を変更するように再起動されることができる。

注射が行われる、患者の左心室内の実際の標的部位は、登録および保存される。これらの標的点は、患者識別番号、注射番号、タイムスタンプ、注射される療法の識別、注射部位に注射される容量、注射される濃度、注射される総用量、画面座標、注射部位における壁厚および／または電気生理学的活性、梗塞場所から注射部位までの距離、再近傍注射部位からの距離、および穿刺要素の基部から、または遠位穿刺要素を通してのいずれかによる造影剤送達の品質または特性を含む、一連のパラメータとともに表示されることができる。右心室心臓生検等において、サンプリングが行われる場合、一連のパラメータは、その拒否グレードスコア等のサンプル特性に関連するデータを含む、サンプルが患者の心臓から採取された場所の以前の記録を含むことができる。これは、実施例２に論じられるように、将来的サンプリング方略およびアルゴリズム事前選択を促進し得る。付加的パラメータとして、患者識別番号、サンプル番号、タイムスタンプ、組織がサンプリングされている一式の座標、サンプルが採取される壁、サンプルが採取される標準的１７−区画心臓モデルブルズアイプロットの区画、サンプリング部位における壁厚、サンプリング部位から梗塞場所までの距離、および２つ以上のサンプルが採取される場合、再近傍サンプリング部位からの距離が挙げられる。組織内の穿刺遠位要素または生検要素の基部における造影剤ポートのいずれかを通して、造影剤を送達する能力を含む、サンプリングデバイスまたは生検鉗子を用いて、穿刺要素の基部から、または穿刺要素を通してのいずれかによって、カテーテルを通して送達される造影剤の品質または特性もまた、記録され得る。同様に、バイポーラ信号の記録可能なサンプリングデバイスを用いて、サンプル部位における電気生理学的活性もまた、記録され得る。

（画面上の標的部位の記録−３Ｄ）

（実施例３）

ここでは、図３に示されるように、我々は、患者の左心室内の標的点を選択し、経心内膜心筋内介入において治療薬を注入する、または生検手技において組織をサンプリングするための方法を説明する。本方法では、我々は、心血管構造の３Ｄ可視化可能な撮像モダリティ（磁気共鳴画像診断、コンピュータ断層撮影、心エコー検査）を使用して得られた心臓スライスから介入手技に先立って再構成された３Ｄ心臓モデルと、カテーテル留置手技の間のライブＸ線蛍光透視画像とを組み合わせる。患者の室造影図の取得後、心臓の３Ｄモデル再構成が、直交室造影図上に登録され、ライブＸ線蛍光透視画像上に投影される。これは、登録されたＭＲ、ＣＴ、または心エコー検査画像のオーバーレイと組み合わせられたＸ線投影画像を作成する。

登録は、最初に、３Ｄ再構成モデル上の少なくとも２つの解剖学的基準マーカーと、２つの直交ビュー内の室造影図上の対応する点を整合させることによって達成される。標的点選択における本および全後続ステップは、Ｘ線蛍光透視システムおよび滅菌ゾーンから離れ、結果として生じる出力が、蛍光透視システムのモニタ上または医師に可視の別個のモニタに表示されることができるように、Ｘ線蛍光透視システムと直接通信する、カテーテル留置設備の制御室または指定されたエリア内の別個のコンピュータまたはワークステーション上で行われる。標的注射またはサンプリング面積は、手技の選択および除外基準に基づいて選択される。例えば、経心内膜心筋内注射の場合、５ミリメートル以下の壁厚、梗塞の場所、梗塞のサイズ、梗塞から注射部位までの距離、および左心室の隔壁の底部区分が、遠隔コンピュータ上の左心室の３Ｄ表面に沿って識別およびマークされ、蛍光透視モニタ上に出力されることができる。同様に、生検手技のための組織サンプリングの場合、壁厚、梗塞の場所、梗塞のサイズ、および以前の生検サンプリング部位が全て、マークされることができる。これらの面積は、色分け、実線および破線の使用、および／または異なる形状およびパターンの使用によって示されてもよい。これらの境界は、介入心臓病専門医が、療法を注入する、または組織をサンプリングするべきかどうかの場所を視認することを可能にする。手技の間、経心内膜注射カテーテルまたは誘導生検カテーテルの遠位端における穿刺要素の先端は、標的点に移動される。視覚的認識を使用して、標的点は、モニタ上の標的マーカーを用いて、２Ｄ空間内に固定される。標的マーカーは、２つの直交ＲＡＯおよびＬＡＯビュー内の穿刺要素の先端上に重複され、標的マーカーは、穿刺要素の先端と同一の３Ｄ空間内にあるように、標的識別モードにあるとき、心内膜に沿って、３Ｄ空間内を進行するように強制されることができる。固定標的点および標的マーカーの登録は、異なる形状をとり得るマーカーを用いて行われ、色分けされることができる。注射またはサンプリングが行われると、実際の注射点の登録が、標的点マーカーを異なる形状および／または色を有するマーカーで置換することによって行われる。新しいマーカーは、保存され、次の標的点に移動する前に、隠される、または陰影が付けられることができる。

実施例１におけるように、二方向Ｘ線蛍光透視システムが、カテーテル留置設備において利用可能である場合、両方のビューが、典型的には、二方向Ｘ線システムに搭載された２つの別個の画面上に投影されるため、ＲＡＯビューからＬＡＯビューにトグルする必要はない。

（実施例４）

別の実施形態では、図４に示されるように、我々は、両方のＲＡＯおよびＬＡＯビューにおける左室造影図上に、続いて、ライブＸ線蛍光透視画像上に、２Ｄ心臓モデルを適合する方法を説明する。実施例２におけるように、同一のステップに従い、同一のソフトウェア能力が使用される。しかしながら、左心室輪郭の３Ｄモデルの適合の代わりに、心臓ＭＲＩ、ＣＴ、または心エコー検査区画から得られたデータが、手技に先立って、蛍光透視投影と同一の平面において左心室の２Ｄモデルを再構成するために使用され、同一の着目領域および前述のパラメータは、２Ｄモデル上にマークされる。これらのマーキングは、主に、オンおよびオフにトグルされ得る、色分け、実線および破線の使用、および／または異なる形状およびパターンの使用を通して行われる。それ以外は、標的部位の選択および登録は、実施例１および２に説明されている同一の方法で行われる。

実施例１および２におけるように、二方向Ｘ線蛍光透視システムが、カテーテル留置設備において利用可能である場合、両方のビューが、典型的には、二方向Ｘ線システムに搭載された２つの別個の画面上に投影されるため、ＲＡＯビューからＬＡＯビューにトグルする必要はなく、それによって排除される。

（実施例５）

本実施例では、図５に示されるように、我々は、マルチモード融合撮像を利用して、経心内膜心筋内介入において治療薬を注入するために、または生検手技において組織をサンプリングするために、患者の左心室内の標的点を選択するための第２の方法を説明する。本方法では、実施例３におけるものと同一の手技に従うが、差異は、標的部位が、コンピュータアルゴリズムを使用して事前に選択されることである。コンピュータアルゴリズムは、具体的手技のために要求される一式のパラメータに基づいて、１〜２０の範囲の標的部位を選定するようにプログラムされる。実施例３に前述されたものに加え、これらのパラメータは、梗塞ゾーンからの距離、注射部位間の距離（５ミリメートル以上）、等しく離間される注射部位、梗塞ゾーンからランダムに離間される注射部位、梗塞ゾーンからの定義された距離におけるランダムに離間される注射部位、または事前に規定された電気生理学的活性を含むことができる。手技の開始に先立って、標的部位は、アルゴリズムと事前に定義されたパラメータを併用して事前に選択され、それらは、ソフトウェアによって表示される。実施例３と同様に、事前に選択された標的点の表示は、オンおよびオフにトグルされ得る、異なる形状、パターン、および／または色のマーカーを用いて行われる。経心内膜カテーテルまたは誘導生検カテーテルの遠位端における穿刺要素の先端は、次いで、事前に選択された標的点のうちの１つに移動される。いったん注射またはサンプリングが行われると、実際の標的点が、次いで、事前に選択された標的点のマーカーマーキングを異なる形状、パターン、および／または色の新しいマーカーで置換することによって登録される。新しいマーカーは、保存され、次の事前に選択された標的点に移動する前に、陰影が付けられる、または隠されることができる。実際の標的部位が、事前に選択された標的部位と異なる場合、アルゴリズムが、事前選択にかけられたパラメータに基づいて、事前に選択された標的部位の残りを再調節するために適用されることができる。本アルゴリズムは、各注射／サンプリングが行われた後に再起動され、事前に選択された部位を適宜調節することができる。さらに、介入心臓病専門医が、事前に選択された標的部位に満足しない場合、介入心臓病専門医は、任意の標的であることを所望する場所を示すことができ、その標的は、両方のＲＡＯおよびＬＡＯビュー内の新しい部位位置をクリックすることによって、登録されることができ、アルゴリズムは、次いで、最初のものに対して事前に選択された標的部位の残りの場所を変更するように再起動されることができる。

これらの実施例では、注射が行われた患者の左心室内の標的点は、登録および保存される。これらの標的点は、患者識別番号、注射番号、タイムスタンプ、療法注射の識別、注射部位における注射される容量、注射される濃度、注射される総用量、画面座標、注射部位における壁厚、電気生理学的活性、梗塞場所から注射部位までの距離および再近傍注射部位からの距離を含む、一連のパラメータとともに表示されることができる。サンプリングが行われる場合、一連のパラメータは、患者識別番号、サンプル番号、タイムスタンプ、組織がサンプリングされている一式の座標、サンプルが採取される壁、サンプルが採取される標準的１７−区画心臓モデルブルズアイプロットの区画、サンプリング部位における壁厚、電気生理学的活性、梗塞場所からサンプリング部位の距離、２つ以上のサンプルが採取される場合、再近傍サンプリング部位からの距離を含むことができる

前述は、本発明の好ましい実施形態の完全説明であるが、種々の代替、修正、および均等物が、使用されてもよい。したがって、前述の説明は、添付の請求項によって定義される本発明の範囲の限定として捉えられるべきではない。

Claims (1)

1. システム、デバイス、方法等。
   

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